Balanço paramétrico e perigos do mar de popa
1A lição em palavras simples
Com certas ondas, a estabilidade do navio sobe e desce a cada onda, e o balanço pode atingir 30° ou mais em poucos ciclos. Conhece as condições e como as interromper.
O que é
Quando uma crista de onda está a meio-navio, o plano de flutuação estreita-se nos extremos e o GM diminui. Com a cava a meio-navio, a proa e a popa alargadas ficam mais imersas e o GM aumenta. Esta variação regular da estabilidade é a excitação paramétrica. Se ocorrer uma ou duas vezes por balanço natural, o balanço pode crescer depressa. Porta-contentores e navios de transporte de automóveis, com cascos finos e grande alargamento acima da flutuação, correm maior risco.
A zona de perigo
A MSC.1/Circ.1228 alerta para balanço paramétrico quando o período de encontro TE, o tempo entre encontros do navio com ondas sucessivas, é próximo do período de balanço TR, ou de metade dele: TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR. Os comprimentos de onda próximos do comprimento do navio são os piores. Pode acontecer com mar de proa, de popa, pela amura ou pela alheta, mesmo com tempo moderado.
Calcular o período de encontro
Em águas profundas, para comprimento de onda λ em metros, a velocidade da onda é c ≈ 1,25√λ m/s e o período TW ≈ 0,8√λ s. Usa a velocidade do navio na água V em m/s; converte nós multiplicando por 0,5144. Usa TE = λ/(c + V) com mar diretamente de proa e TE = λ/|c − V| com mar diretamente de popa. Se navio e ondas seguirem à mesma velocidade, não há período de encontro finito. Para mar oblíquo, usa o diagrama da Circ.1228.
Interromper a ressonância
Altera o rumo, a velocidade ou ambos para afastar bem TE de TR e de 0,5 TR, e recalcula. Uma pequena mudança de velocidade pode não bastar; mudar de rumo também altera o ângulo de encontro. No balanço síncrono, ondas sucessivas empurram em fase com o balanço natural do navio (TE ≈ TR). É uma ação direta das ondas; o balanço paramétrico resulta da variação da estabilidade restauradora.
Surfar na onda e novos critérios
Surfar na onda significa que uma onda de popa acelera e transporta o navio. A guinada descontrolada é uma perda súbita do controlo do rumo, muitas vezes com adornamento perigoso. Com mar diretamente de popa, a Circ.1228 indica um limite de perigo de cerca de 1,8√L nós, sendo L o comprimento entre perpendiculares em metros. Pode haver perigo fora desta zona. A MSC.1/Circ.1627 apresenta diretrizes provisórias, não obrigatórias, de estabilidade intacta de segunda geração e orientações operacionais.
2Passo a passo
Exemplo resolvido: está na zona de perigo?
- 1
Período de balanço TR 22 s. Mar de proa com comprimento de onda de 300 m; velocidade 12 nós (6,17 m/s).
Obtém TR de uma prova de balanço ou do programa de carga.
- 2
Velocidade da onda ≈ 1,25 × √300 = 21,6 m/s; período da onda ≈ 0,8 × √300 = 13,9 s.
Relações das ondas em águas profundas.
- 3
Mar de proa: TE = 300 ÷ (21,6 + 6,2) = 10,8 s.
Navio e ondas aproximam-se entre si, pelo que as velocidades se somam.
- 4
Compara: 0,5 TR = 11 s, logo TE ≈ 0,5 TR.
Perigo: o balanço paramétrico pode aumentar em poucos ciclos.
- 5
Altera o rumo e, se necessário, a velocidade; depois recalcula TE.
Afasta bem TE de 11 s e de 22 s.
3Dados-chave
- Perigo (Circ.1228)
- TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR
- Período da onda
- TW ≈ 0,8 √λ s (λ em m)
- Velocidade da onda
- ≈ 1,25 √λ m/s em águas profundas
- Diretamente de proa (c e V em m/s; λ em m)
- TE = λ/(c + V)
- Orientação para surfar na onda (L: comprimento entre perpendiculares, m)
- Limite indicativo com mar diretamente de popa: V > 1,8√L nós
- MSC.1/Circ.1627
- Diretrizes provisórias de estabilidade intacta; orientações operacionais
4Pontos-chave
- 1
O balanço paramétrico resulta da estabilidade subir e descer a cada onda.
- 2
Há perigo quando TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR e o comprimento de onda é próximo do comprimento do navio.
- 3
Altera rumo e velocidade para afastar TE de ambos; depois recalcula.
- 4
A Circ.1627 dá diretrizes provisórias de estabilidade intacta e orientações operacionais; não é obrigatória.
5Erros frequentes
Erro: O balanço paramétrico só acontece com mar pelo través.
Correto: É típico com mar de proa e de popa, quando o plano de flutuação mais varia ao longo do casco.
Erro: Exige mar muito grosso.
Correto: Ondas moderadas com comprimento e período adequados podem desencadeá-lo quando TE está na zona de perigo.
6Caso prático e chaves de exame
Um navio de 200 m entre perpendiculares navega a 18 nós com ondas diretamente de popa. O comprimento de onda é 200 m e o período natural de balanço TR é 24 s. O que indica a orientação sobre surfar na onda, e está o navio na zona de perigo de balanço paramétrico?
Ver a resposta
O limite geral da Circ.1228 com mar diretamente de popa é 1,8 × √200 = 25,5 nós. A 18 nós estás fora dessa zona; isso não exclui surfar na onda ou uma guinada descontrolada. Velocidade da onda ≈ 1,25 × √200 = 17,68 m/s e do navio 9,26 m/s, logo TE = 200 ÷ |17,68 − 9,26| ≈ 23,8 s. Está próximo de TR = 24 s: altera rumo ou velocidade e recalcula para te afastares de TR e de 0,5 TR.
Chaves de exame
- TE ≈ TR ou 0,5 TR → risco de balanço paramétrico.
- Águas profundas: TW ≈ 0,8√λ; c ≈ 1,25√λ. Diretamente de proa: TE = λ/(c + V); de popa: TE = λ/|c − V| (λ em m, c e V em m/s).
- Limite indicativo da Circ.1228 com mar diretamente de popa: V > 1,8√L nós (L: comprimento entre perpendiculares, m); estar fora não prova segurança.
- MSC.1/Circ.1228: orientações; MSC.1/Circ.1627: critérios provisórios de segunda geração.
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